راهکارهایی جهت کاهش خرابی یاتاقان‌ موتورهای الکتریکی

روانکاری بیش از حد (Overgreasing) یاتاقان‌های عناصر غلتشی در موتورها، سال‌هاست که به عنوان یکی از مشکلات رایج صنعت مطرح است. در واقع، تعداد بیشتری از موتورها به دلیل روانکاری بیش از حد دچار خرابی یاتاقان می‌شوند تا به علت کمبود روانکاری.

در صنعت تولید، کمیسیون تنظیم مقررات ایالات متحده برای مقابله با این مشکل، با انتشار اعلانی در ژوئیه 1988، دستورالعمل‌ها و راهنمایی‌هایی ارائه نمود. با این حال، روش‌های معرفی‌شده در این اطلاعیه، با وجود صرف منابع قابل‌توجه توسط شرکت‌ها برای روانکاری مجدد موتورها، نتایج عملکردی متفاوتی به همراه داشت و موجب شد برخی سازمان‌ها به دنبال بهبودهای بیشتری باشند.

یکی از این بهبودها، با همکاری مؤسسه تحقیقاتی برق (EPRI) و چند شرکت برق توسعه یافت که منجر به انتشار راهنمای پیش‌بینی و نگهداری پیشگیرانه موتورهای الکتریکی (EPRI NP-7502) شد. این سند دستورالعمل‌هایی در مورد نحوه گریس‌کاری، زمان افزودن گریس و مقدار مورد نیاز آن ارائه می‌دهد.

با این حال، اگرچه NP-7502 یک مرجع کاربردی محسوب می‌شود، اما نمی‌تواند مشکل روانکاری بیش از حد در موتورهایی را حل کند که در حال سرویس بوده و مقدار نامعلومی گریس در محفظه یاتاقان آن‌ها وجود دارد. در نتیجه، حتی با پیروی از NP-7502، احتمال بروز مشکل روانکاری بیش از حد همچنان وجود دارد.

در حال حاضر تمام سایت‌ها از دستورالعمل NP-7502 برای روانکاری مجدد استفاده می‌کنند. روش‌های قدیمی‌تر که پیش از به‌کارگیری این استاندارد استفاده می‌شدند، منجر به پر شدن بیش از حد محفظه‌ی گریس در تعدادی از موتورها شدند. اقدامات بعدی طبق NP-7502، در برخی موارد باعث افزایش فشار در محفظه گریس تا حدی شد که محافظ (Shield) یاتاقان به داخل قفسه ساچمه‌ها (Ball Cage) فشرده شد و در نتیجه منجر به شکست محافظ و خرابی یاتاقان گردید.

در مواردی که یاتاقان فاقد محافظ بود، فشار بیش از حد گریس باعث عبور آن از میان عناصر غلتشی و نفوذ از فاصله‌ی بین کُنس درونی یاتاقان و شافت به داخل سیم‌پیچ‌ها شد. این امر موجب آغشته شدن سیم‌پیچ‌ها و عایق‌ها به گریس و در نهایت خرابی زودهنگام یا کاهش کارایی موتور گردید.

نمونه‌ای از خرابی یاتاقان ناشی از فشرده شدن محافظ به داخل مسیر ساچمه‌ها بر اثر روانکاری بیش از حد در زیر نمایش داده شده است.

این خرابی مربوط به موتور فن یک واحد است که به علت فشار بیش از حد در محفظه گریس، محافظ یاتاقان به سمت داخل فشرده و منجر به شکست قفسه ساچمه‌ها شد.

در برخی طراحی‌ها گریس از همان سمتی که وارد می‌شود، خارج نیز می‌گردد. بنابراین، در صورت پر شدن بیش از حد محفظه گریس یا سخت شدن گریس موجود، فشار ناشی از تزریق گریس جدید می‌تواند محافظ را به سمت قفسه ساچمه‌ها و عناصر غلتشی فشرده کرده و باعث خرابی زودرس یاتاقان شود.

در صورت نبود محافظ، گریس از میان عناصر غلتشی عبور کرده، محفظه داخلی را پر کرده و سپس از فاصله بین کنس داخلی و شافت عبور می‌کند و بر روی سیم‌پیچ‌ها رسوب می‌نماید که این امر منجر به خرابی زودهنگام سیم‌پیچ‌ها خواهد شد.

روش فعلی روانکاری مجدد

توالی استاندارد برای گریس‌کاری مجدد موتورها به شرح زیر است:

1. در صورت امکان، یاتاقان باید در دمای پایدار و شرایط کاری عادی باشد تا گریس ویسکوزیته کمتری داشته باشد.

2. درپوش تخلیه باز و گریس سخت‌شده قبلی حذف گردد.

3. پیش از اتصال تفنگ گریس، محل اتصال تمیز شود.

4. مقدار و تناوب گریس‌کاری طبق دستورالعمل EPRI NP-7502 انجام شود.

5. پس از گریس‌کاری، درپوش تخلیه باز گذاشته شده و موتور حداقل به مدت یک ساعت در دمای کاری نرمال کار کند تا فشار اضافی ناشی از انبساط حرارتی تخلیه گردد.

6. سپس گریس اضافی تمیز و درپوش تخلیه مجدداً نصب شود.

اجرای کامل این فرآیند برای هر موتور چندین ساعت زمان و پشتیبانی عملیاتی نیاز دارد و با توجه به تعداد زیاد موتورها در شرکت‌ها، هزینه قابل توجهی دربر دارد. حتی با رعایت دقیق این فرآیند، محفظه یاتاقان در طول عمر موتور ممکن است همچنان بیش از حد پر شود، به‌ویژه زمانی که مقدار اولیه گریس مشخص نیست.

پیشنهاد برای حذف فشار بیش از حد

برای حذف مشکل روانکاری بیش از حد و کاهش زمان تعمیرات، پیشنهاد می‌شود اتصالات موجود شامل پورت‌های تخلیه و پرکننده هیدرولیکی با شیرهای اطمینان و اتصالات کنترل فشار جایگزین شوند.

این روش جدید شامل موارد زیر است:

• نصب اتصال تزریق گریس حساس به فشار (با اختلاف فشار ۲۰ psi) که مانع افزایش فشار محفظه بیش از ۲۰ psi می‌شود.

• نصب شیر اطمینان تخلیه گریس به جای درپوش تخلیه. این شیر بین ۱ تا ۵ psi باز شده و از فشار بیش از حد ناشی از روانکاری یا انبساط حرارتی جلوگیری می‌کند.

• پیروی از دستورالعمل NP-7502 در خصوص مقدار و تناوب گریس‌کاری.

• برای موتورهایی با محفظه فن خنک‌کننده، از لوله رابط (NPT nipple) برای نصب شیر تخلیه استفاده شود تا فاصله کافی از محفظه حفظ گردد.

• بررسی و تأیید این تغییرات از سوی بخش صلاحیت زیست‌محیطی (EQ) برای استفاده در موتورها با شرایط خاص تأیید شده و هیچ نگرانی لرزه‌ای یا EQ گزارش نشده است.

اتصالات هیدرولیکی قطع‌کننده فشار

این اتصالات برای جلوگیری از روانکاری بیش از حد و فشار بیش از اندازه طراحی شده‌اند. عملکرد آن‌ها بر اساس فشار خاص (مثلاً ۲۰ psi) است؛ به محض رسیدن فشار به این مقدار، جریان گریس متوقف می‌شود. پس از کاهش فشار، جریان مجدداً برقرار می‌گردد.
این اتصالات با زاویه ۶۰ درجه و رزوه نری 1/8 اینچ PTF تولید می‌شوند و توسط تولیدکنندگان مختلف عرضه می‌گردند.

اتصالات تخلیه فشار (Pressure-Relief Vent Fittings)

این اتصالات همانند شیر اطمینان عمل کرده و هرگاه فشار از حد تعیین‌شده (۱ تا ۵ psi) تجاوز کند، باز شده و فشار را تخلیه می‌کنند. پس از تخلیه، مجدداً بسته شده و آب‌بندی ایجاد می‌کنند.

مزایا

صرفه‌جویی حاصل از افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی، کاهش نیاز به نیروی انسانی در عملیات و تعمیر و نگهداری، و کاهش دوز تابش پرسنل در محیط هسته‌ای قابل توجه خواهد بود.
بهبودهای حاصل از این اصلاحات شامل موارد زیر است:

• کاهش خرابی یاتاقان‌ها ناشی از فشار بیش از حد

• بهبود در تخلیه آلودگی و ذرات از محفظه یاتاقان

• افزایش کیفیت روانکار

• کاهش خرابی سیم‌پیچ‌ها و عایق‌ها

در نتیجه، از آنجا که افزودن این اتصالات تغییری در طراحی یا عملکرد موتور ایجاد نمی‌کند، طراحی اصلی موتور حفظ شده و نیاز به مستندسازی اضافی برای روش‌های جدید به حداقل می‌رسد.

روانکاری بیش از حد یاتاقان‌های موتور الکتریکی

کمیسیون تنظیم مقررات ایالات متحده در اطلاعیه شماره 88-12، برای پیشگیری از روانکاری بیش از حد و مشکلات مرتبط، اقدامات زیر را توصیه می‌کند:

1. بازبینی دستورالعمل‌های روانکاری موتورها جهت مشخص نمودن نوع و مقدار گریس مناسب، نازل‌های تزریق و تخلیه مورد استفاده، و مدت زمان کارکرد موتور با درپوش باز پس از گریس‌کاری.

2. اطمینان از پوشیده بودن ظروف گریس در زمان نگهداری و تمیز بودن نازل‌ها و اتصالات به منظور جلوگیری از آلودگی گریس.

3. تعیین مقدار بهینه و نوع مناسب گریس برای هر موتور با بررسی توصیه‌های سازنده و پایش رفتار گریس تزریق‌شده.

4. استفاده از یاتاقان‌های آب‌بندی‌شده از پیش گریس‌کاری‌شده (Sealed Bearings) در کاربردهایی که روانکاری مجدد دشوار است یا احتمال آلودگی گریس وجود دارد.

نتیجه گیری

روانکاری بیش از حد یکی از عوامل اصلی و پنهان خرابی یاتاقان‌ها در الکتروموتورها محسوب می‌شود. فشار بیش از اندازه در محفظه گریس، نه تنها موجب تخریب فیزیکی اجزای داخلی یاتاقان مانند شیلد و قفسه ساچمه‌ها می‌شود، بلکه با نفوذ گریس به سیم‌پیچ‌ها و عایق‌ها، عملکرد الکتریکی موتور را نیز مختل می‌کند. در مقابل، اجرای دقیق دستورالعمل‌های استانداردی مانند EPRI NP-7502 و به‌کارگیری سیستم‌های کنترل فشار و شیرهای اطمینان گریس می‌تواند از بروز این پدیده جلوگیری کرده و ضمن افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر یاتاقان‌ها، هزینه‌های نگهداری و توقف تولید را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

جهت کسب اطلاع بیشتر و مشاوره جهت تکمیل جداول روانکاری استاندارد تجهیزات کلیک نمایید.

اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع می‌باشد.